Questõessobre 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas

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66d39164-c3
UEG 2019 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Um aparelho de ar condicionado funciona como uma máquina térmica. Utiliza-se um gás refrigerante, que é submetido a uma alta compressão, e posteriormente a uma expansão rápida, promovendo a queda da temperatura. Essa tecnologia de refrigeração está baseada na

A
conservação da energia mecânica.
B
primeira lei da termodinâmica.
C
equação de Clapeyron.
D
lei de Boyle-Mariotte.
E
lei de Gay-Lussac.
c14b3603-b6
UEPB 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Acerca do assunto tratado no texto II, em relação às máquinas térmicas, analise as proposições abaixo, escrevendo V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamente:

( ) Nenhuma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
( ) O rendimento de uma máquina térmica, operando segundo o ciclo de Carnot, pode ser de 100%, isto é, converte todo o calor recebido em trabalho.
( ) Um refrigerador funciona como uma máquina térmica, operando em sentido inverso, isto é, retira calor da fonte fria e, através de trabalho realizado sobre ele, rejeita para a fonte quente.

Após a análise feita, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:

Leia o texto II, a seguir, para responder a questão.

Texto II:

No século XIX, as máquinas térmicas tornaram-se de grande importância para o desenvolvimento das indústrias de mineração da Inglaterra. Outras indústrias também se beneficiaram da mobilidade da máquina a vapor, pois podiam se instalar em qualquer lugar, não dependendo mais da presença de quedas d’água ou ventos para mover seu maquinário. A importância das máquinas a vapor foi tal que Carnot disse que a Inglaterra poderia prescindir até de sua esquadra naval, mas não de suas máquinas a vapor. Esse físico ressaltou que, apesar de sua grande importância social, econômica e política, muito pouco se sabia sobre o funcionamento destas máquinas. (Adaptado de POLAK, Luiza A. C. Vapor e Movimento. In: Física. Ensino Médio / vários autores. Curitiba: SEED-PR, 2006)
A
V F V
B
F V F
C
V V F
D
F F V
E
F V V
c14e745b-b6
UEPB 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Ainda acerca do assunto tratado no texto II, analise a seguinte situação-problema:

Uma máquina térmica funciona segundo o ciclo de Carnot entre as temperaturas das fontes térmicas 227 ºC e 127 ºC, respectivamente. Em cada ciclo, o trabalho útil fornecido pela máquina é de 2000 J. O rendimento desta máquina, em percentual, e a quantidade de calor retirada da fonte quente por ciclo, em Joules, são, respectivamente:

Leia o texto II, a seguir, para responder a questão.

Texto II:

No século XIX, as máquinas térmicas tornaram-se de grande importância para o desenvolvimento das indústrias de mineração da Inglaterra. Outras indústrias também se beneficiaram da mobilidade da máquina a vapor, pois podiam se instalar em qualquer lugar, não dependendo mais da presença de quedas d’água ou ventos para mover seu maquinário. A importância das máquinas a vapor foi tal que Carnot disse que a Inglaterra poderia prescindir até de sua esquadra naval, mas não de suas máquinas a vapor. Esse físico ressaltou que, apesar de sua grande importância social, econômica e política, muito pouco se sabia sobre o funcionamento destas máquinas. (Adaptado de POLAK, Luiza A. C. Vapor e Movimento. In: Física. Ensino Médio / vários autores. Curitiba: SEED-PR, 2006)
A
55 e 4444
B
20 e 10000
C
55 e 5000
D
20 e 7500
E
30 e 8000
4ff4147c-b6
IF-GO 2012 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Uma máquina de Carnot opera entre uma fonte quente a 1.770 °C e uma fonte fria a 23°C . Marque a alternativa que fornece o rendimento dessa máquina térmica.

A
85,5%
B
14,5%
C
30,4%
D
42,2%
E
4,5%
7bd704e0-b6
IF-GO 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Calorimetria, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

A caldeira de uma máquina a vapor produz vapor d’água que atinge as pás de uma turbina. A fonte quente fornece a ela 72.000 cal por minuto. O refrigerador dessa máquina é mantido à temperatura de 27ºC e recebe, em cada minuto, cerca de 46.800 cal , que representa a quantidade de calor dissipada, isto é, que não é aproveitada pela máquina.
Considere 1 cal = 4,2 J.
Julgue as afirmativas a seguir:

I. O trabalho realizado pela máquina é 196,56 kJ.
II. O rendimento da máquina é 35%.
III. A potência útil da máquina é de 1764 W.

Assinale a alternativa correta.

A
Apenas II e III estão corretas.
B
Apenas I está correta.
C
Apenas II está correta.
D
Apenas III está correta.
E
Apenas I e II estão corretas.
8742af24-b4
UFV-MG 2018 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Dinâmica, Transformações Gasosas, Trabalho e Energia, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Esta figura representa o ciclo da água com as mudanças de estado físico ocorridas e a energia envolvida nesses processos.


Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-agua.htm Acesso em 15/05/2018 às 23h.


A associação entre a transformação e a energia envolvida está INCORRETA em:

A
O processo de evaporação é uma vaporização natural e não envolve energia.
B
A formação de nuvens é a condensação, que ocorre com liberação de energia.
C
A absorção de energia térmica proveniente do sol permite a ocorrência da evaporação.
D
A quantidade de energia envolvida, nas mudanças de estado físico, está relacionada com o estado de agregação das moléculas de H2O.
8efcd11b-b0
UEL 2016 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Atualmente, os combustíveis mais utilizados para o abastecimento dos carros de passeio, no Brasil, são o etanol e a gasolina. Essa utilização somente é possível porque os motores desses automóveis funcionam em ciclos termodinâmicos, recebendo combustível e convertendo-o em trabalho útil.

Com base nos conhecimentos sobre ciclos termodinâmicos, assinale a alternativa que apresenta corretamente o diagrama da pressão (P) versus volume (V) de um motor a gasolina.

A

B

C

D

E

e13804c3-b0
UNICENTRO 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Calorimetria, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Assinale a alternativa correta.

A
Uma máquina térmica não pode ter rendimento igual a 1 (um), principalmente porque há sempre troca de calor entre os componentes da máquina.
B
O movimento incessantes das moléculas de um gás foi admitido sem demonstração experimental por parecer lógico e indemonstrável por intermédio de experimentos.
C
Temperatura de um corpo é a grandeza que indica a energia de agregação das moléculas.
D
Enche-se uma garrafa completamente com água à temperatura de 4,0ºC. A seguir, sem tampar a garrafa, esfria-se o sistema até atingir 0 ºC, sem congelamento. Neste processo o líquido não transborda.  
E
Acima da temperatura crítica um fluido não apresenta transição física alguma.
e133761a-b0
UNICENTRO 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Resistores e Potência Elétrica, Calorimetria, Física Térmica - Termologia, Gás Ideal, Eletricidade

Assinale a alternativa correta.

A
A deposição de gelo num avião em voo se dá quando ele penetra em zona de ar supersaturado.
B
Quando os líquidos passam ao estado gasoso, as moléculas apresentam notável aumento no movimento de translação.
C
As lâmpadas elétricas incandescentes são praticamente vazias, no entanto o bulbo se aquece durante o funcionamento. Este fato se deve à energia radiante emitida pelo filamento.
D
Encanamentos para vapor ou água quente são revestidos com amianto ou lã de vidro, para impedir as trocas de calor por radiação.
E
O funcionamento dos refrigeradores elétricos se baseia no fato de que a compressão de um vapor libera calor.
5bde90b1-b0
IFF 2016 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Calorimetria, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Um estudante de ciências precisa analisar o comportamento de um microorganismo que vive em meio aquoso, mas que consegue sobreviver apenas em uma faixa de temperatura de 0 ºC a 10 ºC . Para isso ele elaborou uma "câmara fria". Essa câmara consiste em uma caixa de isopor com um sensor de temperatura para monitoramento. Quando a temperatura da água no interior chega a 10 ºC, um resfriador, em contato com a água no interior, é ligado automaticamente por um tempo para diminuir um pouco a temperatura. A caixa é representada pelo esquema abaixo:





Sabe-se que a capacidade térmica da caixa é desprezível e que, para esse intervalo de temperatura, ela permite entrada de calor do ambiente do laboratório, na taxa 2 cal/s. Durante a análise de uma amostra com volume interno de 800 ml de água, em certo momento, quando o sensor interno indicava 6 ºC , o estudante percebeu que o seu resfriador parou de funcionar. O estudante vai, então, adicionar imediatamente certa quantidade de água a 0 ºC para não comprometer o experimento, enquanto conserta o resfriador. Assinale a alternativa que contém a menor quantidade de água que deve ser adicionada à caixa, com o objetivo de manter a temperatura em sua faixa aceitável, sabendo que o estudante demora exatamente uma hora para consertar o resfriador. Considere que a quantidade de água foi adicionada rapidamente, de forma que a taxa da troca de calor durante todo o processo permaneceu constante em 2 cal/s, e que o calor específico da solução aquosa é igual ao da água.



A
100 ml
B
200 ml
C
300 ml
D
400 ml
E
500 ml
13364162-b0
UFT 2013 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

No mundo dos quadrinhos, muita coisa é permitida. Por exemplo, o Homem-de-gelo é capaz de esfriar objetos e ambientes. Os quadrinhos não dizem, mas é possível supor que o calor retirado dos objetos e do ambiente seja absorvido pelo próprio super-herói. Nesse caso, ele deveria esquentar até, eventualmente, ferver, evaporar ou queimar. O princípio físico que permite tirar essa conclusão é a Lei

A
de Boyle.
B
de Stefan-Boltzmann.
C
Zero da Termodinâmica.
D
Primeira da Termodinâmica.
E
Segunda da Termodinâmica.
d38802d0-b4
CEDERJ 2017 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Em um trecho do ciclo executado por uma máquina térmica, um gás recebe uma quantidade de calor Q = 120J ao se expandir, e executa um trabalho W = 80 J. Nesse trecho, a energia interna do gás

A
aumenta de 40 J.
B
diminui de 40 J.
C
aumenta de 200 J.
D
diminui de 200 J.
2cffc917-a6
UEMG 2016 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Uma máquina térmica que opera, segundo o ciclo de Carnot, executa 10 ciclos por segundo. Sabe-se que, em cada ciclo, ela retira 800 J da fonte quente e cede 400 J para a fonte fria. Se a temperatura da fonte fria é igual a 27 °C, o rendimento dessa máquina e a temperatura da fonte quente valem, respectivamente,

A
20 %; 327 K.
B
30 %; 327 K.
C
40 %; 700 K.
D
50 %; 600 K.
417cce7f-49
UNB 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Suponha que uma colheitadeira de grãos que se comporta como uma máquina térmica de Carnot funcione entre as temperaturas de 27 ºC e 327 ºC, a partir de uma potência recebida de 1.000 W. Calcule, em joules, a quantidade máxima de energia que essa máquina pode transformar em trabalho mecânico em 1 segundo. Para a marcação no caderno de respostas, despreze, caso exista, a parte fracionária do resultado final obtido, após realizar todos os cálculos solicitados.


Imagem 008.jpg

Tendo o texto apresentado como referência inicial e acerca dos
múltiplos aspectos que ele suscita, julgue o próximo item.

C
Certo
E
Errado
37748996-49
UNB 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

No que concerne às leis da termodinâmica, existem apenas duas formas de energia em trânsito: o calor e o trabalho, sendo a primeira forma associada a uma diferença de temperatura.

Imagem 008.jpg

Tendo o texto apresentado como referência inicial e acerca dos
múltiplos aspectos que ele suscita, julgue o próximo item.

C
Certo
E
Errado
1185c68e-49
UNB 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

A entropia mencionada no texto é a que dá aos cientistas a esperança de criarem motores que funcionem sem combustível, produzindo energia por geração espontânea.

Imagem 001.jpg
Imagem 002.jpg

Considerando o texto acima, julgue o item e assinale a
opção correta.

C
Certo
E
Errado
0b01fbcf-49
UNB 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Em suas várias ocorrências, o termo “entropia” pode ser substituído por energia sem que se altere o sentido do texto.

Imagem 001.jpg
Imagem 002.jpg

Considerando o texto acima, julgue o item e assinale a
opção correta.

C
Certo
E
Errado
63d4e7fe-6d
UFT 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Calorimetria, Transformações Gasosas, Física Térmica - Termologia, Gás Ideal, Termologia/Termometria

Suponha que uma máquina de Carnot seja construída utilizando como fonte fria o lado do planeta Gliese 581g que nunca recebe luz e como fonte quente o lado que sempre recebe luz. A temperatura da fonte fria Tf=-40ºC e da fonte quente Tq=70ºC. A cada ciclo a máquina retira da fonte quente 1000J de calor.

Considerando que a máquina trabalha com um gás ideal, leia os itens abaixo:

I. A máquina pode ser representada por um ciclo com duas transformações adiabáticas reversíveis e duas transformações isotérmicas reversíveis.

II. Se o ciclo desta máquina consiste de uma expansão isotérmica, uma expansão adiabática, uma compressão isotérmica e uma compressão adiabática, respectivamente, então ocorre transformação de calor em trabalho útil.

III. O rendimento da máquina é maior do que 40%.

IV. A cada ciclo uma quantidade de calor maior que 700J é rejeitada para a fonte fria.

Marque a opção CORRETA:

Imagem 020.jpg

A
I e III são verdadeiras
B
I e II são verdadeiras
C
I e IV são verdadeiras
D
III e IV são verdadeiras
E
II e IV são verdadeiras
d9ec8f59-73
UDESC 2010 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Transformações Gasosas, Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo termodinâmico representado no diagrama p x V da Figura 4.

Imagem 021.jpg

O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo é:

A
( ) + 30 J
B
( ) - 90 J
C
( ) + 90 J
D
( ) - 60 J
E
( ) - 30 J
7c26b1ea-2d
ENEM 2017 - Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas, Física Térmica - Termologia

Rudolf Diesel patenteou um motor a combustão interna de elevada eficiência, cujo ciclo está esquematizado no diagrama pressão x volume. O ciclo Diesel é composto por quatro etapas, duas das quais são transformações adiabáticas. O motor de Diesel é caracterizado pela compressão de ar apenas, com a injeção do combustível no final.



No ciclo Diesel, o calor é absorvido em:

A
A → B e C → D, pois em ambos ocorre realização de trabalho.
B
A → B e B → C , pois em ambos ocorre elevação da temperatura.
C
C → D, pois representa uma expansão adiabática e o sistema realiza trabalho.
D
A → B, pois representa uma compressão adiabática em que ocorre elevação da temperatura.
E
B → C , pois representa expansão isobárica em que o sistema realiza trabalho e a temperatura se eleva.